JPH03116659A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH03116659A JPH03116659A JP1254694A JP25469489A JPH03116659A JP H03116659 A JPH03116659 A JP H03116659A JP 1254694 A JP1254694 A JP 1254694A JP 25469489 A JP25469489 A JP 25469489A JP H03116659 A JPH03116659 A JP H03116659A
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- single cell
- fuel cell
- solid electrolyte
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は固体電解質型燃料電池の構造に係り、特にガ
スシール性と電気伝導性に優れる一固体電解質型燃料電
池に関する。
スシール性と電気伝導性に優れる一固体電解質型燃料電
池に関する。
ジルコニア等の酸化物固体電解質を用いる燃料電池は、
その作動温度が８００〜１１００℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
定であるため取扱いが容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
その作動温度が８００〜１１００℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
定であるため取扱いが容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
従来固体電解質型燃料電池には第２図に示すような平板
型の構成が知られている。第２図は平板型固体電解質型
燃料電池の分解斜視図である。ランタンストロンチウム
マンガナイト（Ｌａ （Ｓｒ） Ｍｎ０ｓ）の酸化剤極
３．イツトリア安定化ジルコニアからなる固体電解質体
４．ニッケルージルコニア（ＮｉＺｒＯｘ）サーメット
の燃料極５とから単セル６が形成される。多孔質または
緻密質のＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯｓ製リプ付導電性基材２１
．ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯｓ）からなる緻密な
インタコネクタ２３．多孔質または緻密質のＮ１−Ｚｒ
０．サーメットからなるリブ付導電性基材２２とからセ
パレータ２０が形成される。単セルとセパレータとは交
互に積層される。セパレー夕の立体的に直角交差した溝
にはそれぞれ異なった反応ガスが流される。インタコネ
クタ２３は酸化剤ガスと燃料ガスを分離する。固体電解
質型燃料電池においては内部抵抗を小さくし、かつ電流
密度を小さくするために、固体電解質体について面積は
大きくかつ厚さを肉薄（数１０〜数Ｌｏｏｍ）にするこ
とが必要である。また各電極についてもガス拡散性を良
くし、電極抵抗を下げるために数１００μ程度に薄くす
ることが要求される。従って単セルとしては最大１鵡程
度に制限される。
型の構成が知られている。第２図は平板型固体電解質型
燃料電池の分解斜視図である。ランタンストロンチウム
マンガナイト（Ｌａ （Ｓｒ） Ｍｎ０ｓ）の酸化剤極
３．イツトリア安定化ジルコニアからなる固体電解質体
４．ニッケルージルコニア（ＮｉＺｒＯｘ）サーメット
の燃料極５とから単セル６が形成される。多孔質または
緻密質のＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯｓ製リプ付導電性基材２１
．ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯｓ）からなる緻密な
インタコネクタ２３．多孔質または緻密質のＮ１−Ｚｒ
０．サーメットからなるリブ付導電性基材２２とからセ
パレータ２０が形成される。単セルとセパレータとは交
互に積層される。セパレー夕の立体的に直角交差した溝
にはそれぞれ異なった反応ガスが流される。インタコネ
クタ２３は酸化剤ガスと燃料ガスを分離する。固体電解
質型燃料電池においては内部抵抗を小さくし、かつ電流
密度を小さくするために、固体電解質体について面積は
大きくかつ厚さを肉薄（数１０〜数Ｌｏｏｍ）にするこ
とが必要である。また各電極についてもガス拡散性を良
くし、電極抵抗を下げるために数１００μ程度に薄くす
ることが要求される。従って単セルとしては最大１鵡程
度に制限される。
しかしながら上述のような固体電解質型燃料電池におい
ては、単セルやセパレータに反りが生じやすく、単セル
とセパレータの接触不良により電池の内部抵抗が大きく
なったり、反応ガスがリークして起電力の低下やガス利
用率の低下をもたらす。
ては、単セルやセパレータに反りが生じやすく、単セル
とセパレータの接触不良により電池の内部抵抗が大きく
なったり、反応ガスがリークして起電力の低下やガス利
用率の低下をもたらす。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は、単セ
ルとセパレータ間に耐熱性で導電性のシール材料を用い
ることにより、ガスシール性に優れ、内部抵抗の小さい
固体電解質型燃料電池を提供することにある。
ルとセパレータ間に耐熱性で導電性のシール材料を用い
ることにより、ガスシール性に優れ、内部抵抗の小さい
固体電解質型燃料電池を提供することにある。
上述の目的はこの発明によれば、単セル６と、ガス分配
手段２０と、ガスシール手段７Ａ、７Ｂとヲ有し、 単セルは固体電解質体の両主面にアノードとカソードを
配したものであり、 ガス分配手段は前記単セルと交互に配置されるものであ
り、単セルに反応ガスを分配するとともに前記アノード
とカソードの両電掻よりｉ流を収受し、 ガスシール手段は、前記単セルとガス分配手段の間隙に
設けられ、接触する単セルの電極と同一の組成の粉体を
用いて形成することにより達成される。
手段２０と、ガスシール手段７Ａ、７Ｂとヲ有し、 単セルは固体電解質体の両主面にアノードとカソードを
配したものであり、 ガス分配手段は前記単セルと交互に配置されるものであ
り、単セルに反応ガスを分配するとともに前記アノード
とカソードの両電掻よりｉ流を収受し、 ガスシール手段は、前記単セルとガス分配手段の間隙に
設けられ、接触する単セルの電極と同一の組成の粉体を
用いて形成することにより達成される。
アノードとしてはニッケルージルコニア（Ｎｉ−ＺｒＯ
オ）サーメットの他Ｃｏ−ＺｒＬサーメット等が用いら
れる＊ Ｚｒ０ｍはＹ２０□で安定化したものの他Ｃａ
Ｏで安定化したもの等が用いられる。カソードとしては
ランタンマンガナイト（ＬａＭｎＯｓ）やＬａＭｎＯ３
に５ｒＣａまたはｈｇをドープしたＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯ
ｓ、Ｌａ（Ｃａ）ＭｎＯｓ ＋Ｌａ（Ｍｇ）ＭｎＯ，、
ランタンコバルタイト（Ｌａ（：ｏｏ、）やＬａＣｏＯ
ｓにＳｒ、Ｃａ またはｌ’１ｇをドープしたＬａ （
Ｓｒ）ＣｏＯｓ１Ｌａ（Ｃａ）ＣｏＯｓ、Ｌａ（Ｍｇ）
Ｃｏ０３ 、ＩｎｚＯｓ−５ｎｏ！、ランタン二フケラ
イト（ＬａＮｔＯｓ）、５ｒＦｅＯ，５ｒＰｅＣｏＯｓ
等が用いられる。
オ）サーメットの他Ｃｏ−ＺｒＬサーメット等が用いら
れる＊ Ｚｒ０ｍはＹ２０□で安定化したものの他Ｃａ
Ｏで安定化したもの等が用いられる。カソードとしては
ランタンマンガナイト（ＬａＭｎＯｓ）やＬａＭｎＯ３
に５ｒＣａまたはｈｇをドープしたＬａ（Ｓｒ）ＭｎＯ
ｓ、Ｌａ（Ｃａ）ＭｎＯｓ ＋Ｌａ（Ｍｇ）ＭｎＯ，、
ランタンコバルタイト（Ｌａ（：ｏｏ、）やＬａＣｏＯ
ｓにＳｒ、Ｃａ またはｌ’１ｇをドープしたＬａ （
Ｓｒ）ＣｏＯｓ１Ｌａ（Ｃａ）ＣｏＯｓ、Ｌａ（Ｍｇ）
Ｃｏ０３ 、ＩｎｚＯｓ−５ｎｏ！、ランタン二フケラ
イト（ＬａＮｔＯｓ）、５ｒＦｅＯ，５ｒＰｅＣｏＯｓ
等が用いられる。
ガス分配手段としては従来のセパレータの他、支持膜方
式における基板等が含まれる。支持膜方式においては基
板を支持体として、例えばこれに直接的に単セルが積層
形成され、この単セルの積層形成された基板に単セルの
積層されない他の基板が重合される。
式における基板等が含まれる。支持膜方式においては基
板を支持体として、例えばこれに直接的に単セルが積層
形成され、この単セルの積層形成された基板に単セルの
積層されない他の基板が重合される。
単セルとガス分配手段との間に電極と同一材料のガスシ
ール手段を設けると、単セルやガス分配手段の反りに起
因する間隙がガスシール用粉体で充填されるためガスリ
ークが防止され、単セルとガス分配手段の接触抵抗が低
減される。
ール手段を設けると、単セルやガス分配手段の反りに起
因する間隙がガスシール用粉体で充填されるためガスリ
ークが防止され、単セルとガス分配手段の接触抵抗が低
減される。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図はこの発明の実施例に係る燃料電池の分解模式断
面図である。このような燃料電池は次のようにして調製
することができる。８モル％のＹ２Ｏ。
面図である。このような燃料電池は次のようにして調製
することができる。８モル％のＹ２Ｏ。
で安定化したＺｒＯ□の超微粒子原料（粒径約２００人
）を１００重量部、有機溶剤を８０重量部１分散剤を１
重量部、消泡剤を０．５重量部、バインダを１７重量部
、可塑剤を９重量部秤量し、ボットミルで４８ｈ混合分
散させてジルコニアのスラリを調製する。
）を１００重量部、有機溶剤を８０重量部１分散剤を１
重量部、消泡剤を０．５重量部、バインダを１７重量部
、可塑剤を９重量部秤量し、ボットミルで４８ｈ混合分
散させてジルコニアのスラリを調製する。
スラリは減圧脱泡したあとポリエステル類のキャリアテ
ープ上にドクタブレード法を用いて１５〇−厚にテープ
キャストされる。自然乾燥後所定速度で赤外線乾燥を行
い、グリーンテープをキャリアテープより剥離する。得
られたグリーンシートを４枚重ねてホントブレスしく温
度７０℃、圧力１０ｋｇ／−）、約６００ ｔｓ厚の積
層体を得る０次いで空気中で５００℃位まで徐々に昇温
しでグリーンシートに含まれる有機物を燃焼揮散させ、
１２００℃で仮焼したのち荷重下、 １４５０℃で３０
ｍ１ｎ、焼成して透明でかつ平坦な固体電解質体４を得
ることができる。
ープ上にドクタブレード法を用いて１５〇−厚にテープ
キャストされる。自然乾燥後所定速度で赤外線乾燥を行
い、グリーンテープをキャリアテープより剥離する。得
られたグリーンシートを４枚重ねてホントブレスしく温
度７０℃、圧力１０ｋｇ／−）、約６００ ｔｓ厚の積
層体を得る０次いで空気中で５００℃位まで徐々に昇温
しでグリーンシートに含まれる有機物を燃焼揮散させ、
１２００℃で仮焼したのち荷重下、 １４５０℃で３０
ｍ１ｎ、焼成して透明でかつ平坦な固体電解質体４を得
ることができる。
固体電解質体４の主面の１方にＮｉｐ、 Ｚｒ０ｔ＋エ
チレングリコールからなるインクを塗布、乾燥後、１４
００℃で焼きつける。固体電解質体４の主面の他方には
ＳｒをドープしたＬａＭｎ０１とエチレングリコールか
らなるインクを塗布、乾燥し、１１５０℃で焼きつける
。このようにして単セル６が調製される。セパレータ２
０は次のようにして調製される。Ｃａをドープしたラン
タンクロマイト（ＬａＣｒＯｓ）の粉体を水に分散させ
、０．５重量％のポリビニルアルコールを添加溶解させ
る。次いで１００−の粒径になるよう造粒し、金型を用
いてプレス成型する。１５００℃で仮焼してから加工し
、１６００℃で本焼成する０次にＮｉとＺｒＯ！を体積
比で１対１の割合でエチレングリコールと混合したペー
ストをセパレータ２０のアノード側に塗布、乾燥しガス
シール手段７Ｂが形成される。ＮｉとＺｒ０１は体積比
で２対ｌの割合でイソプロピルアルコールと水の１対１
混合溶液に分散すせることもできる。またＬａＭｎＯ３
をエチレングリコールと混合したペーストをセパレータ
２０のカソード側に塗布、乾燥してガスシール手段７Ａ
を形成することができるｍ ＬａＭｎＯｓはイソプロピ
ルアルコールに分散させることもできる。ガスシール手
段を形成したあとで電池を組立て全体を締めつけてさら
にガスシール性を向上させる。
チレングリコールからなるインクを塗布、乾燥後、１４
００℃で焼きつける。固体電解質体４の主面の他方には
ＳｒをドープしたＬａＭｎ０１とエチレングリコールか
らなるインクを塗布、乾燥し、１１５０℃で焼きつける
。このようにして単セル６が調製される。セパレータ２
０は次のようにして調製される。Ｃａをドープしたラン
タンクロマイト（ＬａＣｒＯｓ）の粉体を水に分散させ
、０．５重量％のポリビニルアルコールを添加溶解させ
る。次いで１００−の粒径になるよう造粒し、金型を用
いてプレス成型する。１５００℃で仮焼してから加工し
、１６００℃で本焼成する０次にＮｉとＺｒＯ！を体積
比で１対１の割合でエチレングリコールと混合したペー
ストをセパレータ２０のアノード側に塗布、乾燥しガス
シール手段７Ｂが形成される。ＮｉとＺｒ０１は体積比
で２対ｌの割合でイソプロピルアルコールと水の１対１
混合溶液に分散すせることもできる。またＬａＭｎＯ３
をエチレングリコールと混合したペーストをセパレータ
２０のカソード側に塗布、乾燥してガスシール手段７Ａ
を形成することができるｍ ＬａＭｎＯｓはイソプロピ
ルアルコールに分散させることもできる。ガスシール手
段を形成したあとで電池を組立て全体を締めつけてさら
にガスシール性を向上させる。
この発明によれば単セルと、ガス分配手段と、ガスシー
ル手段とを有し、 単セルは固体電解質体の両主面にアノードとカソードを
配したものであり、 ガス分配手段は前記単セルと交互に配置されるものであ
り、単セルに反応ガスを分配するとともに前記アノード
とカソードの両電極より電流を収受し、 ガスシール手段は、前記単セルとガス分配手段の間隙に
設けられ、接触する単セルの電極と同一の組成の粉体を
用いて形成されるので、単セルとガス供給手段の間隙に
電極と同一の粉体が介在することとなり、反応ガスのリ
ークが防止されるとともに単セルとガス供給手段の接触
抵抗が減少し、起電力が大きい上に、内部抵抗が小さ（
て出力特性に優れる固体電解質型燃料電池が得られる。
ル手段とを有し、 単セルは固体電解質体の両主面にアノードとカソードを
配したものであり、 ガス分配手段は前記単セルと交互に配置されるものであ
り、単セルに反応ガスを分配するとともに前記アノード
とカソードの両電極より電流を収受し、 ガスシール手段は、前記単セルとガス分配手段の間隙に
設けられ、接触する単セルの電極と同一の組成の粉体を
用いて形成されるので、単セルとガス供給手段の間隙に
電極と同一の粉体が介在することとなり、反応ガスのリ
ークが防止されるとともに単セルとガス供給手段の接触
抵抗が減少し、起電力が大きい上に、内部抵抗が小さ（
て出力特性に優れる固体電解質型燃料電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
を示す分解模式断面図、第２図は従来の固体電解質型燃
料電池を示す分解斜視図である。
を示す分解模式断面図、第２図は従来の固体電解質型燃
料電池を示す分解斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）単セルと、ガス分配手段と、ガスシール手段とを有
し、 単セルは固体電解質体の両主面にアノードとカソードを
配したものであり、 ガス分配手段は前記単セルと交互に配置されるものであ
り、単セルに反応ガスを分配するとともに前記アノード
とカソードの両電極より電流を収受し、 ガスシール手段は、前記単セルとガス分配手段の間隙に
設けられ、接触する単セルの電極と同一の組成の粉体を
用いて形成するものであることを特徴とする固体電解質
型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1254694A JPH03116659A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1254694A JPH03116659A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03116659A true JPH03116659A (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=17268563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1254694A Pending JPH03116659A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03116659A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994010717A1 (de) * | 1992-10-28 | 1994-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum dichten von hochtemperatur-brennstoffzellen und nach dem verfahren gedichtete brennstoffzelle |
| EP0642185A3 (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-29 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| EP0692836A1 (en) * | 1994-07-11 | 1996-01-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| JP2012160367A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Denso Corp | 燃料電池スタックおよび燃料電池 |
| JP2014049270A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Ti:Kk | 燃料電池 |
| JP2015103452A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 空気極材料、コンタクト材料および固体酸化物形燃料電池セル |
| JP2016527670A (ja) * | 2013-06-28 | 2016-09-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 多孔質のガス誘導チャネル層を備えた高温型単電池 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1254694A patent/JPH03116659A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994010717A1 (de) * | 1992-10-28 | 1994-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum dichten von hochtemperatur-brennstoffzellen und nach dem verfahren gedichtete brennstoffzelle |
| EP0642185A3 (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-29 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| US5501914A (en) * | 1993-09-01 | 1996-03-26 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| EP0692836A1 (en) * | 1994-07-11 | 1996-01-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| US6316138B1 (en) | 1994-07-11 | 2001-11-13 | Mitsubishi, Jukogyo Kabushiki Kaisha | Solid oxide electrolyte fuel cell |
| JP2012160367A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Denso Corp | 燃料電池スタックおよび燃料電池 |
| JP2014049270A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Ti:Kk | 燃料電池 |
| JP2016527670A (ja) * | 2013-06-28 | 2016-09-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 多孔質のガス誘導チャネル層を備えた高温型単電池 |
| JP2015103452A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 空気極材料、コンタクト材料および固体酸化物形燃料電池セル |
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